輕盈的水上舞者[7]

王自平

上期介紹了法國Daher-Socata工廠生產(chǎn)的一款輕型單發(fā)活塞式飛機(jī)——TB-20“特立尼達(dá)”，以及以該機(jī)為原型的TB-20小型電動遙控像真模型飛機(jī)。下面介紹這架模型的工藝制作和飛行調(diào)試。

工藝制作

前文曾提到，TB-20小型電動遙控像真模型飛機(jī)的主要制作材料包括單層吹塑紙（白色）、輕木、碳纖絲、易拉罐皮、尼龍件、直徑0.4mm鋼絲、X光底片或PVC透明膠片、EPS硬泡沫材料、棉線、裝飾彩條等。其中單層吹塑紙主要用于蒙皮，經(jīng)過適當(dāng)處理還可結(jié)合EPS硬泡沫材料用于曲面和過渡面。模型的受力結(jié)構(gòu)和連接件則用輕木、碳纖片（絲）、易拉罐皮、尼龍件（用直徑15mm尼龍棒自制）、棉線等材料。

1.機(jī)身

根據(jù)工作圖，先用KT板裁剪出機(jī)身的橫向和縱向隔板，兩側(cè)加梯形輕木襯條，機(jī)腹位置加裝用于固定起落架的輕木片（圖1）。然后用輕木片和尼龍件制成機(jī)翼安裝位固定件，在其上攻M2內(nèi)螺紋，并用泡沫膠粘接在機(jī)身縱向隔板的相應(yīng)位置，機(jī)身中段就基本做好了。

模型的升降舵和方向舵控制系統(tǒng)裝在機(jī)尾（圖2）。制作時在機(jī)身尾力臂內(nèi)設(shè)2根直徑0.4mm的操縱鋼絲，分別用于控制升降舵、方向舵（圖3）。鋼絲上包裹內(nèi)徑0.6mm的自制鋁管。機(jī)身的曲面蒙皮采用單層吹塑紙（白色），用局部加熱法彎制（圖4）。

由于機(jī)頭部分曲線繁雜，因此先依照模型工作圖的三視圖取樣板，用EPS硬泡沫材料做出機(jī)頭罩外形，再挖去中間部分減重，最后打磨成空殼結(jié)構(gòu)。機(jī)頭罩與機(jī)身中段用泡沫膠粘接組合，特別注意留足機(jī)頭泡沫殼罩的打磨余量，以使其與機(jī)身中段吹塑紙蒙皮的粘接處過渡平整（圖5）。

2.機(jī)翼和尾翼

模型的機(jī)翼既可做成一體式，也可做成兩截插接式。兩截機(jī)翼以直徑2mm的碳纖管連接。插接口其中一端為直徑2mm的碳纖管（用作管芯），位于左側(cè)機(jī)翼根部；另一端為內(nèi)徑2mm的圓管（用于插接管芯），由易拉罐鋁片卷成，外纏棉線并用502膠水和直徑1mm的鋼絲定位銷粘接在右側(cè)機(jī)翼主梁根部。

機(jī)翼主梁使用厚2mm的輕木片制作，并用碳片加強(qiáng)。每側(cè)機(jī)翼各有6片翼肋，除第一（靠近翼根）和第三翼肋為輕木片外，其余均用KT板制作（圖6）。在左側(cè)機(jī)翼主梁根部與輕木材質(zhì)的第一翼肋轉(zhuǎn)角處粘接一個尼龍材質(zhì)的固定塊，并在其上鉆一個直徑2mm的通孔。機(jī)身與機(jī)翼靠螺釘和機(jī)翼安裝位尼龍固定件連接。此外還需在輕木材質(zhì)的第三翼肋靠前緣處預(yù)留一個放置拉桿的孔。

副翼的操縱機(jī)構(gòu)是—根直徑0.3mm的鋼絲，其上套有一根內(nèi)徑0.5mm的自制鋁管（用易拉罐皮制作）。鋼絲與安裝在機(jī)翼一側(cè)根部的舵機(jī)相連。副翼搖臂處有一個直徑2mm的快裝調(diào)節(jié)螺釘螺帽。這種操縱機(jī)構(gòu)的操縱虛位小、調(diào)整方便可靠、重量輕。

模型的尾翼上需安裝升降舵控制機(jī)構(gòu)。先在根部翼肋35%翼弦處預(yù)埋一個尼龍固定件，并在其上攻M2內(nèi)螺紋，然后用螺釘由下往上將其與平尾上的尼龍固定件連接，最后把直徑0.3mm的升降舵操縱鋼絲與搖臂連接。

3.座艙玻璃和電池艙門

座艙玻璃一直是TB-20像真模型制作的重點，材料為廢棄的X光膠片。首先按圖紙在機(jī)身座艙蓋位置刻畫出窗口，并用卡紙剪出座艙前面和兩側(cè)擋風(fēng)玻璃的展開形狀。確定尺寸合適后，用膠片剪出同樣的形狀。然后取直徑1.2mm的深灰色塑料導(dǎo)線，剖開去掉線芯后對座艙擋風(fēng)玻璃做邊緣倒邊處理，倒邊寬度為1.5mm。倒邊時可用針蘸取502膠，將膠片邊緣慢慢固定在導(dǎo)線殼內(nèi)。最后用泡沫膠將經(jīng)過包邊處理的膠片粘接在機(jī)身相應(yīng)位置。為牢固粘接，還可用寬4mm的膠片條在座艙內(nèi)做加強(qiáng)，以使單層吹塑紙與擋風(fēng)玻璃部件粘接平整，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和模型像真度（圖7）。

電池艙的位置可有效調(diào)整模型飛機(jī)的重心位置（一般在距機(jī)翼前緣翼弦28%-30%處）。這架模型的電池放置在機(jī)身內(nèi)，靠近機(jī)翼前緣（圖8）。電池艙門的尺寸為32mm×20mm，用厚2mm的輕木做內(nèi)襯板，外貼吹塑紙。艙門的輕木內(nèi)襯板與機(jī)身隔框上的加強(qiáng)輕木襯條以鉸鏈連接，門扣用厚0.2mm的彈性銅片做成。最后用泡沫膠將電池艙粘接在機(jī)頭殼罩的相應(yīng)位置。

4.各活動翼面

模型飛機(jī)的活動翼面包括副翼、升降舵和方向舵，均由兩片輕木制作，將鉸鏈置于其中后，再在輕木上粘接蒙皮。其中鉸鏈?zhǔn)潜ＷC模型精準(zhǔn)操控的關(guān)鍵，可用易拉罐皮制作，不僅易于加工，而且不會生銹。鉸鏈軸使用直徑0.5mm的醫(yī)用不銹鋼絲。用這種方法加工的活動翼面結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動靈活，具有良好的剛性。成品翼面平整、重量輕。

5.電機(jī)安裝位

出于像真度的考慮，這款模型飛機(jī)的電機(jī)內(nèi)置在機(jī)頭泡沫殼罩里，位于前起落架上方。機(jī)頭進(jìn)氣道用輕木浸水加熱卷成，其內(nèi)徑比電機(jī)外徑大3mm。外圓處分別鉆出3個自攻螺釘固定孔位，并利用外纏棉線和502膠粘接電機(jī)安裝座。這款模型采用右旋螺旋槳，電機(jī)拉力線須往右偏1.5°。

6.起落架

模型的起落架采用前三點式，其中前輪不可拆裝，兩個后輪為插接結(jié)構(gòu)。每個起落架機(jī)輪的支撐架由直徑0.8mm的鋼絲制成，上面附著輕木塊，并用棉線增加粘接強(qiáng)度。前輪起落架通過一個尼龍材料的安裝固定件與機(jī)身相連。尼龍件上鉆有一個直徑0.8mm的孔，用于放置起落架鋼絲，以環(huán)氧膠粘接（圖9）。后輪起落架與機(jī)身的插接主要靠尼龍材料制成的兩個后起落架固定件。二者各開一個尺寸為1mm×12mm×12mm的內(nèi)方槽（或用厚0.5mm的鋁片開一個插接口），用于容納起落架的鋼絲插接件。尼龍固定件外纏棉線，再用502膠粘接在機(jī)翼第三翼肋與機(jī)翼主梁形成的轉(zhuǎn)角處。

根據(jù)試驗，這種插接方式安裝方便，每個與之相連的輪胎能承受100g左右的沖擊力，而重量比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)要輕不少，且拆卸方便。前起落架的控制機(jī)構(gòu)與方向舵聯(lián)動，可控的前輪轉(zhuǎn)向自如，很適合模型飛機(jī)在小場地靈活滑跑。

7.螺旋槳整流罩

這架模型的螺旋槳整流罩用PVC發(fā)泡材料做成。因為整流罩是能直接觀賞到的部件，所以對模型的像真性影響很大（圖10）。制作時，按三視圖削好毛坯，再利用M3長螺釘將其夾固在電動臺鉆上進(jìn)行加工：先用粗砂板打磨出有較好同心度、帶圓錐曲面的整流罩外形，然后用細(xì)砂紙加水打磨，接著給要去掉的部分（安放槳軸、槳軸螺帽、螺旋槳槳根的空間）劃線，并用工具處理。由于加工后整流罩中心直孔的直徑為3mm，而螺旋槳槳軸中心孔為M2內(nèi)螺紋孔，因此還要在該位置粘接一個外徑3mm、內(nèi)徑2mm、長5mm的金屬導(dǎo)圈。這個導(dǎo)圈最好用厚0.5mm的鋁片制作，以便用M2螺釘連接整流罩和螺旋槳槳軸。此外，螺旋槳和其整流罩還要進(jìn)行平衡處理，以減小電機(jī)在工作時的震動。

8.浮筒

相比賽斯納-182模型，TB-20像真模型的翼載荷更小，適合換裝浮筒成為輕盈小巧的水上模型飛機(jī)（圖11）。浮筒仍然采用框架-蒙皮空心結(jié)構(gòu)，雖然制作有些繁瑣，但重量輕、強(qiáng)度高。不少水上模型飛機(jī)因浮筒過重，直接影響了整機(jī)的飛行性能。TB-20模型飛機(jī)采用了下單翼布局，在水機(jī)狀態(tài)時重心下移，能在水上輕盈穩(wěn)健地滑跑起降，姿態(tài)柔美（圖12）。

制作浮筒時，先用厚3mm的珍珠泡沫板或KT板制成縱橫隔板和貼水面板，再在第二和第四隔板上預(yù)埋尼龍固定件（相隔4mm），并分別在其上攻M2內(nèi)螺紋；然后用棉線纏繞縱橫隔板轉(zhuǎn)角位置，用環(huán)氧膠粘接牢固；最后用單層吹塑紙蒙皮、泡沫膠粘接成框架一蒙皮空心船形結(jié)構(gòu)。浮筒頭用EPS硬泡沫制作，在可能浸入水中的部分涂環(huán)氧膠。

為了不增加整副浮筒的重量，浮筒支架用直徑1mm的碳纖桿結(jié)合直徑0.8mm的鋼絲加工。在浮筒與支架的結(jié)合處，先用棉線纏繞碳纖桿和鋼絲，之后在棉線上浸502膠加固（圖13）。由于支架采用三角形結(jié)構(gòu)，加之鋼絲上又外包了自行拉制的鋁管，因此具有良好的剛性。

安裝浮筒時，先制作4個帶有M2內(nèi)螺紋的尼龍固定塊，然后利用輕木片內(nèi)襯將其分別粘接在機(jī)身與機(jī)翼前后緣安裝位的4個夾角處（機(jī)身蒙皮內(nèi)側(cè)），并在機(jī)身蒙皮外側(cè)對應(yīng)位置粘接鉆有直徑2mm通孔的鋁片。之后用4顆帶墊片、長7mm的螺釘將浮筒固定在機(jī)身相應(yīng)位置。

因為TB-20像真模型的方向舵面積適中，所以在微風(fēng)情況下能自如地轉(zhuǎn)向。如果打算在較復(fù)雜的環(huán)境中遙控飛行，則必須為模型加裝水舵。這款模型采用雙水舵設(shè)計，控舵鋼絲直接與前起落架搖臂聯(lián)動（圖14、圖15），轉(zhuǎn)向效果比較理想。此外，筆者在浮筒支架外裝飾了被壓扁的直徑4mm的飲料吸管（圖16）。經(jīng)過這樣的處理，模型的像真度再次得到提升。

飛行調(diào)試

根據(jù)設(shè)計方案，TB-20模型的電動動力系統(tǒng)包括外徑18mm的微型無刷電機(jī)（KV值1100）、6A電調(diào)和2S/250mAh/20C鋰電池。螺旋槳既可使用樺木自制（D=130mm、H=110mm），也可使用市售的5045三葉槳（黑色）。安裝整套電動動力系統(tǒng)后，整架模型飛機(jī)的起飛重量約105g，總升力面積11.52dm²，翼載荷約9.2g/dm²；整副浮筒的重量（含水舵）約為28g；模型在水機(jī)狀態(tài)時重約130g（圖17）。

因TB-20電動像真模型飛機(jī)采用了下單翼布局，且機(jī)翼具有較大的上反角，故具有良好的橫側(cè)向穩(wěn)定性；模型尾力臂較長，帶來了足夠的俯仰穩(wěn)定性，適合新手訓(xùn)練飛行。通過對各舵面翼面角度的合理調(diào)整，模型飛機(jī)的操控性能很棒，能完成筋斗、橫滾等特技動作（圖18）。由于大部分部件使用了吹塑紙制作，因此模型飛機(jī)重量輕、翼載荷小，其滑翔性能很好、電機(jī)功耗不大，只需使用一塊2S/250mAh鋰電池作為動力，就能獲得較滿意的飛行留空時間。